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IRM et DEPLACEMENT CHIMIQUE. O. Ernst Lille. IRM : Je n’y comprend rien…. Pourquoi les organes (reins par exemples) sont parfois entourés d’un coté par une ligne blanche et de l’autre par une ligne noire ?

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

IRM

et

DEPLACEMENT CHIMIQUE

O. Ernst

Lille

slide2

IRM : Je n’y comprend rien…

Pourquoi les organes (reins par exemples) sont parfois entourés d’un coté par une ligne blanche et de l’autre par une ligne noire ?

Pourquoi ces mêmes organes peuvent ils être parfois entourés par un liseré noir sur l’ensemble du pourtour ?

Pourquoi une séquence in – opp ?

Diminution du signal du foie en opposition de phase, pourquoi ???

slide3

?

?

?

slide4

En IRM la fréquence F de précession est

proportionnelle au champ magnétique B

F (Hz) = γ B (Tesla)

γ constante gyromagnétique

Avec B = Bo (aimant de la machine) + dB

dB représente les variations de champ magnétique local.

slide5

Chaque atome crée une minime aimantation

(très très très faible).

Cette aimantation dB s’ajoute à Bo pour les atomes voisins.

La valeur de l’aimantation dB qui s’ajoute à Bo varie selon le type d’atome et la distance.

Chaque tissus étant composé d’atomes différents placés de façons différentes, dB est différent pour chaque tissus.

slide6

H

H

H

H

O

H

O

H

H

H

H

H

H

C

C

C

O

H

H

O

H

H

H

H

H

O

O

H

H

O

dB faible

dB fort

Les molécules d’acides gras

sont plus éloignées les unes des autres

que les molécules d’eau

eau

graisse

slide7

dB

dB

B0

B

B eau

B graisse

dB

B0

B0

EAU

GRAISSE

slide8

dB

dB

B0

F

F eau

F graisse

dB

B0

B0

EAU

GRAISSE

slide9

En pratique …

B eau > B graisse

F eau > F graisse de 3,5 ppm

Exemple à 1.5 T

B eau = 64,000220 Mhz

B Graisse = 64,000000 Mhz

Pour 64 millions de tours par secondes

220 tours de différence …

slide10

3,5 ppm (partie par million) = 3,5 / 1000000

C’est négligeable !

NON

2 effets :

1er ordre : décalage graisse eau dans l'image

2ème ordre : effet du TE

slide11

Décalage chimique : effet de 1er ordre

Rappel : dans une image IRM un axe est codé en fréquence, l’autre en phase.

Comme la graisse et l’eau non pas la même fréquence, l’image de la graisse est décalée par rapport à l’image de l’eau et des tissus dans l’axe du codage de fréquence.

Si le décalage est supérieur à 1 pixel il devient visible

slide12

Gradient de fréquence

Réalité

eau

graisse

graisse

Fréquences

Image IRM

slide14

Comment diminuer le déplacement chimiquede 1er ordre

Une possibilité :

Augmenter la bande passante (bande de fréquences plus grande par

pixel) (sur la machine Philips diminuer le water fat shift).

En IRM tout se paye …

Plus de fréquences = plus de bruit => S/B diminue…

slide15

Décalage chimique de 1er ordre

Du à la différence de fréquence de précession entre l'eau et la graisse

=> décalage de la localisation spatiale de l'eau et de la graisse

dans l'axe du gradient de fréquence.

=> pour toutes les séquences

=> pour toutes les TE

slide16

Décalage chimique de 1er ordre

Cas particulier de l'écho planar (et donc en diffusion)

Toutes les lignes du plan de Fourier sont acquises après une seule impulsion RF d'excitation.

=> le décalage chimique apparaît entre chaque lecture de fréquence (chaque ligne)

=> décalage chimique majeur dans l'axe de la phase

Mark S. Cohen, Ph.D. in Functional MRI 1998 PA Bandettini and C Moonen. .

slide17

Déplacement chimique de 2ème ordre

Uniquement pour les séquences en écho de gradient,

c'est à dire sans impulsion RF (B1) entre l'impulsion d'excitation et l'écho

Après l’impulsion d’excitation du début d’une séquence Tous les protons sont en phase.

Après l’excitation chaque proton de la graisse fait donc 220 tours de moins que ceux de l’eau par seconde.

slide18

Opposition de phase

  • Différence de fréquence de rotation des H+ de l’eau et de la graisse
  • 220 Hz à 1,5 T
  • Mise en phase tous les 1/220e secondes

à 4,6 9,2 13,8 etc ms

  • Mise en opposition de phase (1/2 tour de décalage)..

à 2,3 6,9 11,5 etc ms

slide19

B1

90°

1,5 T

EAU GRAISSE dans le même voxel

Les H+ de l’eau tournent plus vite que les H+ de la graisse

2,3

6,9

9,2

4,6

SIGNAL

TEMPS ms

slide20

Phase - Opposition de phase

DANS UN VOXEL

1) En phase :

signal total = signal eau + signal graisse

2) En opposition de phase :

Signal total = signal eau - signal graisse

slide21

HUILE

EAU

TE = 2,3

Opposition de phase

TE = 4,6

Phase

1,5T

slide22

TE = 2,3 ms

Opposition de phase

TE = 4,6 ms

Phase

Stéatose (= dépôt de graisse dans le foie) homogène

slide23

Signal

FOIE NORMAL

STEATOSE

TE

4.6

6.9

2.3

1,5 T

slide24

STEATOSE HEPATIQUE

  • En phase : signal iso intense
  • En opposition de phase : signalhypo intense
slide25

CANCER COLIQUE

Ilot de foie stéatosique

slide26

Déplacement chimique de 1er ordre

Décalage eau graisse

Pour toutes les séquences

Pour toutes les valeurs de TE

Dans l'axe du gradient de fréquence

(et phase pour écho planar)

slide27

Déplacement chimique de 2ème ordre

Pour les séquences en écho de gradient

Pour des valeurs spécifiques de TE (2,3 6.9 ... ms à 1,5 T)

Moitié à 3T.

Soustraction du signal de la graisse au signal de l'eau dans un voxel

=> si 50% eau / 50% graisse dans un voxel : disparition du signal